CN101844931A - 一种碳化硅高温陶瓷窑具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐火材料，具体的说是一种用于高温烧结窑炉的碳化硅高温陶瓷窑具，所述窑具包括坯胎以及抗氧化层，所述坯胎和抗氧化层之间设有起过渡作用的中间层，其制造方法如下：a.制坯，将碳化硅、硅铝凝胶、甲基纤维素和水混合搅拌制成浆料，将浆料制模成型制成坯胎后烘干；b.在所述坯胎表面喷涂硅铝凝胶后烘干；c.在所述坯胎表面喷涂抗氧化涂料后烘干；d.烧结成型。本发明解决了碳化硅陶瓷窑具高温抗氧化性差、抗热震性差的问题，同时提升了碳化硅陶瓷窑具在频繁加热降温过程中的使用寿命，并且工艺简单生产方便，本发明其寿命要比同类产品长60个周期左右，提高了50％以上。

Description

一种碳化硅高温陶瓷窑具
技术领域
本发明涉及一种耐火材料，具体的说是一种用于高温烧结窑炉的碳化硅高温陶瓷窑具。
背景技术
窑具是一种高级耐火材料，其质量好坏为烧成制品的质量、生产成本有着直接的影响。窑具的材料应具备较高的耐火度、良好的热稳定性，较高的常温和高温强度，必须经受的起制品及窑具本身的负荷，良好的导热性、低蓄热性和抗氧化性能。碳化硅陶瓷由于具有良好的化学稳定性，优良的耐磨性和优异的高温性能，已成为最重要的结构陶瓷材料而被广泛采用。自上世纪80年代以来，国内外推行陶瓷快速烧结技术，碳化硅陶瓷成为了快速烧结窑炉用高温窑具的首选材料。碳化硅质窑具按内部结合方式分为粘土结合、二氧化硅结合、莫来石结合和重结晶直接结合等，结合方式不同，其高温性能如高温体积的温度性、强度、荷软、抗氧化性和抗热震性各不相同。与熔融石英质等其他窑具制品相比，碳化硅质窑具的热膨胀系数小，尤其是其热导率高，热震稳定性好，而且在高温下不产生形变。但与其他氧化物高温窑具相比，碳化硅质窑具的高温氧化性问题突出，高温氧化产物方石英会发生体积膨胀，使窑具结构疏松，以致产生裂纹而直接影响窑具的使用寿命和质量。如何提高碳化硅质窑具的抗氧化性和抗热震性已经成为国内外的研究课题。如公开号为CN101654359、CN1769241、CN1821179等专利提供的碳化硅陶瓷均没有完全解决碳化硅陶瓷高温氧化性和抗热震性的问题，如何解决碳化硅陶瓷高温氧化性和抗热震性问题，以提升窑具的使用寿命，达到提升生产中的安全性，提升产品质量，降低生产成本的效果，正是发明人要解决的问题。
发明内容
本发明解决了碳化硅陶瓷高温氧化性问题和抗热震性问题，提供了一种在高温条件下抗氧化性能优异，抗热震性好，使用寿命长的高温陶瓷窑具。
其具体技术方案是：一种碳化硅高温陶瓷窑具，所述窑具包括坯胎以及抗氧化层，所述坯胎和抗氧化层之间设有起过渡作用的中间层，其制造方法如下：
a制坯，将碳化硅、硅铝凝胶、甲基纤维素和水混合搅拌制成浆料，将浆料制模成型制成坯胎后烘干；
b在所述坯胎表面喷涂硅铝凝胶后烘干；
c在所述坯胎表面喷涂抗氧化涂料后烘干；
d烧结成型。
所述碳化硅高温陶瓷窑具以碳化硅陶瓷为坯胎，表面覆盖有涂料烧结而成的抗氧化层，所述中间层为硅铝凝胶烧结形成的莫来石相的结构，所述中间层粘结坯胎和抗氧化层，由于坯胎和抗氧化层之间的膨胀系数等物理性能相差过大，在加热冷却的循环中抗氧化层容易开裂、剥落，从而失去对坯胎的保护作用导致窑具抗氧化性变差，所述中间层的莫来石相结构的膨胀系数等物理性能与所述坯胎和所述氧化层都接近，作为两者之间的缓冲，并且氧化层在坯胎上的附着力不好也容易剥落，而在中间层上附着力更强。
作为优选，所述硅铝凝胶为三氧化二铝和碳化硅粉末添加水研磨制成的凝胶。所述三氧化二铝和碳化硅粉末最终研磨至纳米级的颗粒大小，与适量水形成凝胶状物质。所述硅铝凝胶烧结后形成莫来石相结构，其膨胀系数等物理性能与所述坯胎和所述抗氧化层接近。
作为优选，所述浆料按重量份为：
12～24目碳化硅                4～7份
24～80目碳化硅                1～3份
150～320目碳化硅              2～5份
粒度320目以上碳化硅超微粉     0.1～0.6份
甲基纤维素                    0.1～1份
硅铝凝胶                      0.1～1份
水                            0.1～0.9份
所谓目是工业上粉末颗粒大小的粒度计量单位。将以上配方混合搅拌均匀，然后根据需要压模成型，在30度左右的温度低温烘干，过高的温度会使水蒸发从而破坏坯胎的内部结构。不同粒度的碳化硅为碳化硅陶瓷的主原料，甲基纤维素使所述浆料更易成型，在碳化硅等粉末混合而成的浆料中其骨架支持作用，所述硅铝凝胶在烧结后原位形成莫来石相结构，使坯胎膨胀系数等更接近中间层。
作为优选，所述涂料按重量份为：
三氧化二铝        0.5～1.5份
南非红柱石        5～7份
电熔莫来石        1～2份
煅烧莫来石        1～2份
木胶              0.05～0.2份
所述三氧化二铝和南方红柱石粉末烧结后为主抗氧化原料，所述电熔莫来石和所述煅烧莫来石在烧结后使抗氧化层的膨胀系数等物理性能接近中间层硅铝凝胶烧结而成的莫来石相结构，防止所述抗氧化层出现剥落、开裂和粘瓷现象，所述木胶为有机高分子成膜剂。
作为优选，所述涂料按重量份为：
三氧化二铝        0.5～1.5份
南非红柱石        5～7份
电熔莫来石        1～2份
煅烧莫来石        1～2份
硅铝凝胶          0.05～0.2份
所述硅铝凝胶为成膜剂。
作为优选，将喷涂完成后的所述坯胎经1500度至1560度的高温烧结4天左右成型。
作为优选，所述三氧化二铝粒度为300～340目，所述南非红柱石粒度为300～340目，所述电熔莫来石粒度为180～220目，所述煅烧莫来石粒度为300～340目。
本发明解决了碳化硅陶瓷窑具高温抗氧化性差、抗热震性差的问题，同时提升了碳化硅陶瓷窑具在频繁加热降温过程中的使用寿命，并且工艺简单生产方便。本发明在1400度左右的高温中使用，以每48小时为一次循环周期，其寿命要比同类产品长60个周期左右，其使用寿命提高了50％以上。
具体实施方式
实施例1
下面本发明实施例1作进一步详细描述：
一种碳化硅高温陶瓷窑具，所述窑具包括坯胎以及覆盖坯胎表面的抗氧化层，所述坯胎和抗氧化层之间有中间层，其制造方法如下：
a制坯，按重量份将12～24目碳化硅4.6份、24～80目碳化硅1.4份、150～320目碳化硅3.1份、粒度320目以上碳化硅超微粉0.6份、甲基纤维素0.2份、三氧化二铝和碳化硅粉末添加水研磨制成硅铝凝胶0.1份、水0.8份搅拌制成浆料，将浆料制模成型后在30度室温下烘干；
b在所述坯胎表面喷涂由三氧化二铝和碳化硅粉末添加水研磨制成硅铝凝胶后烘干；
c在所述坯胎表面喷涂由重量份为320目三氧化二铝1份、320目南非红柱石6份、200目电熔莫来石1.5份、320目煅烧莫来石1.4份、木胶0.1份混合均匀制成的涂料后烘干；
d将喷涂完成后的所述坯胎经1500度至1560度的高温烧结4天左右成型。
实施例2
下面本发明实施例2作进一步详细描述：
一种碳化硅高温陶瓷窑具，所述窑具包括坯胎以及覆盖坯胎表面的抗氧化层，所述坯胎和抗氧化层之间有中间层，其制造方法如下：
a制坯，按重量份将12～24目碳化硅1份、24～80目碳化硅1份、150～320目碳化硅2份、粒度320目以上碳化硅超微粉0.1份、甲基纤维素0.1份、三氧化二铝和碳化硅粉末添加水研磨制成硅铝凝胶0.1份、水0.1份搅拌制成浆料，将浆料制模成型后在30度室温下烘干；
b在所述坯胎表面喷涂由三氧化二铝和碳化硅粉末添加水研磨制成硅铝凝胶后烘干；
c在所述坯胎表面喷涂由重量份为320目三氧化二铝0.5份、320目南非红柱石5份、200目电熔莫来石1份、320目煅烧莫来石1份、木胶0.05份混合均匀制成的涂料后烘干；
d将喷涂完成后的所述坯胎经1500度至1560度的高温烧结4天左右成型。
实施例3
下面本发明实施例3作进一步详细描述：
一种碳化硅高温陶瓷窑具，所述窑具包括坯胎以及覆盖坯胎表面的抗氧化层，所述坯胎和抗氧化层之间有中间层，其制造方法如下：
a制坯，按重量份将12～24目碳化硅7份、24～80目碳化硅3份、150～320目碳化硅5份、粒度320目以上碳化硅超微粉0.6份、甲基纤维素1份、三氧化二铝和碳化硅粉末添加水研磨制成硅铝凝胶1份、水0.9份搅拌制成浆料，将浆料制模成型后在30度室温下烘干；
b在所述坯胎表面喷涂由三氧化二铝和碳化硅粉末添加水研磨制成硅铝凝胶后烘干；
c在所述坯胎表面喷涂由重量份为320目三氧化二铝1.5份、320目南非红柱石7份、200目电熔莫来石2份、320目煅烧莫来石2份硅铝凝胶0.2份混合均匀制成的涂料后烘干；
d将喷涂完成后的所述坯胎经1500度至1560度的高温烧结4天左右成型。

Claims (7)

1.一种碳化硅高温陶瓷窑具，其特征在于，所述窑具包括坯胎以及抗氧化层，所述坯胎和抗氧化层之间设有起过渡作用的中间层，其制造方法如下：
(a)制坯，将碳化硅、硅铝凝胶、甲基纤维素和水混合搅拌制成浆料，将浆料制模成型制成坯胎后烘干；
(b)在所述坯胎表面喷涂硅铝凝胶后烘干；
(c)在所述坯胎表面喷涂抗氧化涂料后烘干；
(d)烧结成型。
2.根据权利要求1所述的一种碳化硅高温陶瓷窑具，其特征在于，所述硅铝凝胶为三氧化二铝和碳化硅粉末添加水研磨制成的凝胶。
3.根据权利要求1所述的一种碳化硅高温陶瓷窑具，其特征在于，所述浆料按重量份为：
12～24目碳化硅                4～7份
24～80目碳化硅                1～3份
150～320目碳化硅              2～5份
粒度320目以上碳化硅超微粉     0.1～0.6份
甲基纤维素                    0.1～1份
硅铝凝胶                      0.1～1份
水                            0.1～0.9份
4.根据权利要求1所述的一种碳化硅高温陶瓷承烧窑具，其特征在于，所述抗氧化涂料按重量份为：
三氧化二铝        0.5～1.5份
南非红柱石        5～7份
电熔莫来石        1～2份
煅烧莫来石        1～2份
木胶              0.05～0.2份
5.根据权利要求1所述的一种碳化硅高温陶瓷承烧窑具，其特征在于，所述涂料按重量份为：
三氧化二铝        0.5～1.5份
南非红柱石        5～7份
电熔莫来石        1～2份
煅烧莫来石        1～2份
硅铝凝胶          0.05～0.2份
6.根据权利要求1所述的一种碳化硅高温陶瓷承烧窑具，其特征在于，将喷涂完成后的所述坯胎经1500度至1560度的高温烧结4天左右成型。
7.根据权利要求4或5所述的一种碳化硅高温陶瓷承烧窑具，其特征在于，所述三氧化二铝粒度为300～340目，所述南非红柱石粒度为300～340目，所述电熔莫来石粒度为180～220目，所述煅烧莫来石粒度为300～340目。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102491762A (zh) * 2011-11-18 2012-06-13 常熟市创新陶瓷有限公司 一种高温耐火窑具材料及其制备方法
CN113354424A (zh) * 2021-06-15 2021-09-07 洛阳广潇新材料科技有限公司 一种高抗剥落氧枪砖及其制备方法
CN113800932A (zh) * 2021-11-10 2021-12-17 济源市耐火炉业有限公司 一种大型焦炉用复合格子砖及其制备方法
CN114085081A (zh) * 2021-10-27 2022-02-25 南通三责精密陶瓷有限公司 一种碳化硅质窑具及其制造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1769241A (zh) * 2005-08-26 2006-05-10 中国科学院上海硅酸盐研究所 原位反应法制备莫来石结合的碳化硅多孔陶瓷

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1769241A (zh) * 2005-08-26 2006-05-10 中国科学院上海硅酸盐研究所 原位反应法制备莫来石结合的碳化硅多孔陶瓷

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《carbon》 20031231 Huang JianFeng et al. Mullite-Al2O3-SiC oxidation protective coating for carbon/carbon composites 第2825-2829页 1-7 , 第41期 2 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102491762A (zh) * 2011-11-18 2012-06-13 常熟市创新陶瓷有限公司 一种高温耐火窑具材料及其制备方法
CN102491762B (zh) * 2011-11-18 2013-08-14 常熟市创新陶瓷有限公司 一种高温耐火窑具材料及其制备方法
CN113354424A (zh) * 2021-06-15 2021-09-07 洛阳广潇新材料科技有限公司 一种高抗剥落氧枪砖及其制备方法
CN113354424B (zh) * 2021-06-15 2023-05-26 洛阳广潇新材料科技有限公司 一种高抗剥落氧枪砖及其制备方法
CN114085081A (zh) * 2021-10-27 2022-02-25 南通三责精密陶瓷有限公司 一种碳化硅质窑具及其制造方法
CN113800932A (zh) * 2021-11-10 2021-12-17 济源市耐火炉业有限公司 一种大型焦炉用复合格子砖及其制备方法

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